A stanfordi kutatók új módszert dolgoztak ki a folyadékokban lévő baktériumok azonosítására: A technológia innovatív adaptációja egy régi tintasugaras nyomtatóban, valamint a mesterséges intelligencia segítségével gyorsabb és olcsóbb módszer a baktériumok vérben, szennyvízben és egyebekben történő kimutatására

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Kezdőlap > nyomja meg > A stanfordi kutatók új módszert dolgoztak ki a folyadékokban lévő baktériumok azonosítására: A technológia innovatív adaptációja egy régi tintasugaras nyomtatóban, valamint az AI által támogatott képalkotás gyorsabb és olcsóbb módszert jelent a baktériumok kimutatására a vérben, szennyvízben stb.

Részletek a nyomtatott pontokról egy arannyal bevont tárgylemezen (a), ahol egyetlen pont közeli képében a hamis színezés vörösen vörös vért, kéken pedig Staphylococcus epidermidis baktériumokat mutat. A kutatók agarral bevont tárgylemezre is nyomtattak (b), hogy megmutassák, hogyan viselkednek a pöttyök az inkubáció alatt. HITEL
Fareeha Safir

Absztrakt:
Fényesítsen lézert egy csepp vérre, nyálkahártyára vagy szennyvízre, és a visszaverődő fény segítségével pozitívan azonosíthatja a mintában lévő baktériumokat.

A stanfordi kutatók új módszert fejlesztenek ki a folyadékokban lévő baktériumok azonosítására: A technológia innovatív adaptációja egy régi tintasugaras nyomtatóban, valamint az AI által támogatott képalkotás gyorsabb és olcsóbb módszert jelent a baktériumok kimutatására a vérben, szennyvízben és egyebekben.

Stanford, CA | Feladás dátuma: 3. március 2023

„Nemcsak a baktériumok jelenlétét tudjuk megtudni, hanem azt is, hogy konkrétan mely baktériumok vannak a mintában – E. coli, Staphylococcus, Streptococcus, Salmonella, lépfene stb. , a Stanford Egyetem radiológiájának jóvoltából. „Minden mikrobának megvan a maga egyedi optikai ujjlenyomata. Olyan ez, mint a fénybe firkált genetikai és proteomikai kód.”

Dionne a Nano Letters folyóiratban megjelent új tanulmány vezető szerzője, amely egy olyan innovatív módszert részletez, amelyet csapata fejlesztett ki, amely gyorsabb (majdnem azonnali), olcsóbb és pontosabb mikrobiális vizsgálatokat eredményezhet gyakorlatilag minden olyan folyadékban, amelyet mikrobák jelenlétére kívánnak tesztelni.

A ma is használatos hagyományos tenyésztési módszerek órákba, ha nem napokba telhetnek. A tuberkulózistenyésztés 40 napig tart, mondta Dionne. Az új teszt percek alatt elvégezhető, és a fertőzések jobb és gyorsabb diagnosztizálását, az antibiotikumok jobb felhasználását, biztonságosabb élelmiszereket, a fokozott környezeti megfigyelést és a gyorsabb gyógyszerfejlesztést ígéri.

Régi kutyák, új trükkök
Az áttörést nem az jelenti, hogy a baktériumok megjelenítik ezeket a spektrális ujjlenyomatokat – ez a tény már évtizedek óta ismert –, hanem az, hogy a csapat hogyan tudta felfedni ezeket a spektrumokat az egyes mintákról visszaverődő fény vakító tömbje közepette.

„Nemcsak az egyes baktériumtípusok mutatnak egyedi fénymintákat, hanem gyakorlatilag minden más molekula vagy sejt egy adott mintában” – mondta az első szerző, Fareeha Safir, a Dionne laboratóriumának doktorandusza. "A vörösvérsejtek, fehérvérsejtek és a mintában lévő egyéb komponensek visszaküldik saját jeleiket, ami megnehezíti, ha nem lehetetlen megkülönböztetni a mikrobiális mintákat más sejtek zajától."

Egy milliliter vér – körülbelül esőcsepp nagyságú – több milliárd sejtet tartalmazhat, amelyek közül csak néhány lehet mikroba. A csapatnak meg kellett találnia a módját a baktériumokról visszaverődő fény elkülönítésére és felerősítésére. Ennek érdekében több meglepő tudományos érintőt is megkockáztattak, ötvözve a számítástechnikából kölcsönzött négy évtizedes technológiát – a tintasugaras nyomtatót – és korunk két legmodernebb technológiáját – a nanorészecskéket és a mesterséges intelligenciát.

„A bakteriális spektrumok más jelektől való elválasztásának kulcsa az, hogy a sejteket rendkívül kis mintákban izoláljuk. A tintasugaras nyomtatás alapelveit használjuk több ezer apró vérpont kinyomtatására, ahelyett, hogy egyetlen nagy mintát lekérdeznénk” – magyarázta Butrus „Pierre” Khuri-Yakub társszerző, a Stanford elektromérnöki emeritus professzora, aki segített az eredeti tintasugaras nyomtató kifejlesztésében. nyomtató az 1980-as években.

„De nem lehet egyszerűen csak beszerezni egy kész tintasugaras nyomtatót, és hozzáadni vért vagy szennyvizet” – hangsúlyozta Safir. A biológiai minták kezelésével kapcsolatos kihívások megkerülése érdekében a kutatók úgy módosították a nyomtatót, hogy akusztikus impulzusok segítségével mintákat helyezzenek papírra. A nyomtatott vér minden pontja ekkor mindössze a liter két billiód része térfogatú – több mint egymilliárdszor kisebb, mint egy esőcsepp. Ebben a léptékben a cseppek olyan kicsik, hogy csak néhány tucat sejtet tartalmazhatnak.

Ezenkívül a kutatók arany nanorudakkal töltötték be a mintákat, amelyek a baktériumokhoz tapadnak, ha vannak, és antennaként működnek, a lézerfényt a baktériumok felé vonják, és a jelet 1500-szorosára erősítik fel nem fokozódó erősségének. Megfelelően izolálva és felerősítve a bakteriális spektrumok kilógnak, mint a tudományos hüvelykujj.

A kirakós játék utolsó darabja a gépi tanulás használata az egyes nyomtatott folyadékpontokról visszaverődő spektrumok összehasonlítására, hogy kiszúrják a mintában lévő baktériumok árulkodó jeleit.

„Ez egy innovatív megoldás, életmentő hatással. Most már izgatottak vagyunk az olyan kereskedelmi forgalomba hozatali lehetőségek iránt, amelyek segíthetnek újradefiniálni a bakteriális kimutatás és az egysejtjellemzés színvonalát” – mondta Amr Saleh vezető társszerző, Dionne laboratóriumának egykori posztdoktori tudósa, jelenleg pedig a Kairói Egyetem professzora.

Az együttműködés katalizátora
Ez a fajta, több tudományágat átívelő együttműködés a stanfordi hagyomány fémjelzi, amelyben a látszólag különböző területek szakértői alkalmazzák változatos szakértelmüket a régóta fennálló társadalmi hatású kihívások megoldásában.

Ez a sajátos megközelítés az egyetemi kávézóban tartott ebédidőben jelent meg, és 2017-ben az elsők között volt a Stanford's Catalyst for Collaborative Solutions által szétosztott 3 millió dolláros támogatásban. A Catalyst ösztöndíjak kifejezetten a stanfordi kutatók interdiszciplináris kockázatvállalásának és együttműködésének ösztönzését célozzák olyan magas jövedelmű területeken, mint az egészségügy, a környezetvédelem, az autonómia és a biztonság.

Míg ezt a technikát vérminták felhasználásával hozták létre és tökéletesítették, Dionne ugyanilyen biztos abban, hogy a baktériumokon kívül másfajta folyadékokra és célsejtekre is alkalmazható, mint például az ivóvíz tisztaságának vizsgálata, vagy esetleg a vírusok gyorsabb, pontosabb és alacsonyabb szintű észlelése. költségesebb, mint a jelenlegi módszerek.

További Stanford-társszerzők közé tartozik Loza Tadesse volt PhD-hallgató; kutató személyzet Kamyar Firouzi; Niaz Banaei, az Orvostudományi Kar patológia és orvostudomány professzora; és Stefanie Jeffrey, a John és Marva Warnock professzor, Emerita, az Orvostudományi Iskolában. Nhat Vu a Pumpkinseed Technologiestől szintén társszerző. Banaei, Dionne, Jeffrey és Khuri-Yakub szintén a Stanford Bio-X tagjai. Dionne emellett a kutatási platformok/közös létesítmények főpréposthelyettese, a Cardiovascular Institute és a Wu Tsai Neurosciences Institute tagja, valamint a Precourt Institute for Energy leányvállalata. Jeffrey a Stanford Cancer Institute tagja is. Khuri-Yakub tagja a Cardiovascular Institute-nak, a Stanford Cancer Institute-nak és a Wu Tsai Neurosciences Institute-nak is.

Ezt a kutatást a Stanford Catalyst for Collaborative Solutions, a Chan Zuckerberg Biohub Investigator Program, a NIH-NCATS-CTSA, a Gates Foundation, a National Science Foundation, a NIH New Innovator Award és a Stanford Center magvető alapja finanszírozta. Innováció a globális egészségügyben. Ennek a munkának egy részét a Stanford Nano Shared Facilities (SNSF) és a Soft & Hybrid Materials Facility (SMF) végezték, amelyeket a National Science Foundation és a National Nanotechnology Coordinated Infrastructure támogat.

####

További információért kattintson a gombra itt

Elérhetőségek:
Jill Wu
Stanford Egyetem Műszaki Iskolája

Ha van észrevétele, kérem Kapcsolat minket.

A tartalom pontosságáért kizárólag a sajtóközlemények kiadói felelősek, nem pedig a 7th Wave, Inc. vagy a Nanotechnology Now.

Könyvjelző:

Kapcsolódó linkek

CIKK CÍME

Kapcsolódó hírek Sajtó

Hírek és információk

Nanopróbák fejlesztése az agyi neurotranszmitterek kimutatására: A kutatók fluoreszcens, molekulárisan benyomott polimer nanorészecskéket szintetizálnak, hogy érzékeljék a kis neurotranszmitter molekulákat, és megértsék, hogyan szabályozzák az agyi tevékenységet Március 3rd, 2023

A tudósok a fény manipulálásának határait feszegetik szubmikroszkópos szinten Március 3rd, 2023

A TUS kutatói egy egyszerű, olcsó megközelítést javasolnak a szén nanocső huzalozásának műanyag fóliákon történő előállításához: A javasolt módszerrel olyan vezetékeket állítanak elő, amelyek alkalmasak teljesen széntartalmú eszközök fejlesztésére, beleértve a rugalmas érzékelőket, valamint az energiaátalakító és -tároló eszközöket. Március 3rd, 2023

A lipid nanorészecskék rendkívül hatékonyak a génterápiában Március 3rd, 2023

Korm. – Jogszabályok/Szabályzat/Finanszírozás/Szabályzat

Újszerűbb, nagy teljesítményű akkumulátorok tervezésére kifejlesztett mikroszkóp: Az innováció belső rálátást ad a kutatóknak az akkumulátorok működésére Február 10th, 2023

A tudósok fokozzák a kvantumjeleket, miközben csökkentik a zajt: a zaj széles frekvencia sávszélességen történő „kiszorítása” egy kvantumrendszerben gyorsabb és pontosabb kvantummérésekhez vezethet Február 10th, 2023

Haladás a gyorstölthető lítium-fém akkumulátorok felé: Azáltal, hogy egységes lítiumkristályokat növesztettek egy meglepő felületen, az UC San Diego mérnökei új ajtót nyitnak a gyorsan tölthető lítium-fém akkumulátorok előtt Február 10th, 2023

Legyen elég vékony, és az antiferroelektromos anyagok ferroelektromossá válnak Február 10th, 2023

Lehetséges jövők

A tudósok önhangolható elektromechanikusan reagáló elasztomereket fejlesztenek ki Március 3rd, 2023

A szénalapú nem nemesfém egyatomos katalizátorok közelmúltbeli fejlődése energiaátalakítási elektrokatalízishez Március 3rd, 2023

A kagome fém szupravezető képességének megsemmisítése: a kvantumátmenetek elektronikus vezérlése a jövő alacsony energiaigényű elektronikájának jelölt anyagában Március 3rd, 2023

Nanomedicina

A gyógyszerek átjutása a vér-agy gáton nanorészecskék segítségével Március 3rd, 2023

A tudósok a fény manipulálásának határait feszegetik szubmikroszkópos szinten Március 3rd, 2023

A lipid nanorészecskék rendkívül hatékonyak a génterápiában Március 3rd, 2023

felfedezések

A tudósok önhangolható elektromechanikusan reagáló elasztomereket fejlesztenek ki Március 3rd, 2023

A szénalapú nem nemesfém egyatomos katalizátorok közelmúltbeli fejlődése energiaátalakítási elektrokatalízishez Március 3rd, 2023

A kagome fém szupravezető képességének megsemmisítése: a kvantumátmenetek elektronikus vezérlése a jövő alacsony energiaigényű elektronikájának jelölt anyagában Március 3rd, 2023

A gyógyszerek átjutása a vér-agy gáton nanorészecskék segítségével Március 3rd, 2023

Közlemények

A szénalapú nem nemesfém egyatomos katalizátorok közelmúltbeli fejlődése energiaátalakítási elektrokatalízishez Március 3rd, 2023

A kagome fém szupravezető képességének megsemmisítése: a kvantumátmenetek elektronikus vezérlése a jövő alacsony energiaigényű elektronikájának jelölt anyagában Március 3rd, 2023

A gyógyszerek átjutása a vér-agy gáton nanorészecskék segítségével Március 3rd, 2023

A tudósok a fény manipulálásának határait feszegetik szubmikroszkópos szinten Március 3rd, 2023

Interjúk/Könyvkritikák/Esszék/Riportok/Podcastok/Fogyóiratok/Fehér papírok/Poszterek

A szénalapú nem nemesfém egyatomos katalizátorok közelmúltbeli fejlődése energiaátalakítási elektrokatalízishez Március 3rd, 2023

A kagome fém szupravezető képességének megsemmisítése: a kvantumátmenetek elektronikus vezérlése a jövő alacsony energiaigényű elektronikájának jelölt anyagában Március 3rd, 2023

A gyógyszerek átjutása a vér-agy gáton nanorészecskék segítségével Március 3rd, 2023

A tudósok a fény manipulálásának határait feszegetik szubmikroszkópos szinten Március 3rd, 2023

Mesterséges Intelligencia

A 3D-nyomtatott dekóder, az AI-kompatibilis képtömörítés nagyobb felbontású megjelenítést tesz lehetővé December 9th, 2022

Az új chip növeli az AI számítási hatékonyságát Augusztus 19th, 2022

Mesterséges intelligencia központú rák nanomedicina: diagnosztika, terápia és bioetika Június 3rd, 2022

A „nanomágneses” számítástechnika alacsony energiaigényű mesterséges intelligenciát biztosíthat – mutatják a kutatók Lehet 6th, 2022

Támogatások/Szponzorált kutatás/Díjak/Ösztöndíjak/Ajándékok/Versenyek/Kiüntetések/Rekordok

Az UCF kutatója megkapta a Samsung International Global Research Outreach díjat: A multinacionális elektronikai vállalat díja infravörös éjjellátó és hőérzékelő kameratechnológia fejlesztését finanszírozza mobiltelefonokhoz és szórakoztató elektronikai cikkekhez Január 27th, 2023

Az UC Irvine kutatói megfejtik a lítium-ion akkumulátorok atomi léptékű tökéletlenségeit: a csapat szupernagy felbontású mikroszkópot használt, amelyet mély gépi tanulással javítottak Január 27th, 2023

A polimer p-doping javítja a perovszkit napelem stabilitását Január 20th, 2023

Új kvantumszámítási architektúra használható nagyméretű eszközök összekapcsolására: A kutatók kimutatták az irányított fotonkibocsátást, ami az első lépés a kiterjeszthető kvantumösszeköttetések felé Január 6th, 2023

Nanobiotechnológia

A gyógyszerek átjutása a vér-agy gáton nanorészecskék segítségével Március 3rd, 2023

A tudósok a fény manipulálásának határait feszegetik szubmikroszkópos szinten Március 3rd, 2023

A lipid nanorészecskék rendkívül hatékonyak a génterápiában Március 3rd, 2023

Fotonika/Optika/Lézerek

Fotonikus anyagok: legújabb fejlesztések és újonnan megjelenő alkalmazások Február 10th, 2023

Az új tanulmány megnyitja az ajtót az ultragyors 2D eszközök előtt, amelyek nem egyensúlyi exciton szuperdiffúziót használnak Február 10th, 2023

A kvantumérzékelők látják a Weyl fotoáramainak áramlását: a Boston College által vezetett csapat új kvantumérzékelő technikát fejleszt ki a Weyl félfémek fotoáramának eredetének leképezésére és megértésére Január 27th, 2023

A kutatók bebizonyították a kvantum és a klasszikus jelek együttes terjedését: A tanulmány azt mutatja, hogy a kvantumtitkosítás megvalósítható a meglévő üvegszálas hálózatokban Január 20th, 2023

SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
Forrás: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57310

Időbélyeg: Március 6, 2023